DE4030827C2 - Method for determining the degree of completeness of the measurement of the reception field strength in neighboring cells of a mobile radio system - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Vollständigkeitsgrades der Ausmessung der Empfangsfeldstärke in benachbarten Zellen eines Mobilfunksystems, welches eine Anzahl von Basisstationen mit jeweils zugeordneten Empfangsbereichen und Mobileinheiten umfaßt.The invention relates to a Procedure for determining the completeness of the Measurement of the reception field strength in neighboring cells of a mobile radio system which has a number of base stations with assigned reception areas and Includes mobile units.

Die Basisstatio­ nen können an das öffentliche Telefonnetz angeschlossen sein, so daß man ein Mobiltelefonsystem erhält. Jeder Basis­ station ist ein als "Zelle" bezeichneter Empfangsbereich zugeordnet, in welchem die Mobileinheiten mit der betref­ fenden Basisstation kommunizieren. Der Bereich, in welchem die Signalfeldstärke für die Kommunikation zwischen einer Basisstation und den Mobileinheiten über einem für einwand­ freien Betrieb ausreichenden Grenzwert liegt, wird als Ab­ deckungsbereich bezeichnet. Es wird selbstverständlich an­ gestrebt, daß sich der Abdeckungsbereich möglichst voll­ ständig mit der der Basisstation zugeordneten Zelle deckt. The base station can be connected to the public telephone network be so that you get a mobile phone system. Any base station is a reception area called a "cell" assigned in which the mobile units with the base station. The area in which the signal field strength for communication between a Base station and the mobile units over one for perfect free operation is sufficient limit is called Ab coverage area. It goes without saying strived for the coverage area to be as full as possible constantly covers with the cell assigned to the base station.  

Für die Planung und Festlegung der Zellen ist es wichtig zu wissen, inwieweit der Abdeckungsbereich einer Basisstation die zugeordnete Zelle vollständig abdeckt und wie weit er darüberhinaus auf benachbarte Zellen übergreift und dort zu Interferenzen mit der benachbarten Basisstation führt.It is important to plan and determine the cells know to what extent the coverage area of a base station completely covers the assigned cell and how far it also spreads to neighboring cells and there Interference with the neighboring base station.

Die Technik der Zellenplanung für sogenannte Mikrozellensy­ steme befindet sich derzeit in rascher Entwicklung, insbe­ sondere seitdem ein Verfahren entwickelt wurde, mit dem es möglich ist, die Feldstärken zu messen, die von den Mobileinheiten sowohl von ihrer zugeordneten Basisstation als auch von allen benachbarten, interferierenden Basissta­ tionen empfangen werden. Diese Messungen können für alle wichtigen Straßen und Verkehrswege z. B. in einem Groß­ stadtgebiet durchgeführt werden, und hierdurch können die Einzelheiten der Wellenausbreitung zwischen Mobileinheit und Basisstation mit großer Genauigkeit bestimmt und karto­ graphisch aufgezeichnet werden. Für Einzelheiten wird auf die in WO 90 10 341 A1 und WO 90 10 342 A1 veröffentlichten älteren Anmeldungen verwiesen. The technology of cell planning for so-called micro cell systems steme is currently in rapid development, especially especially since a process was developed with which it it is possible to measure the field strengths by the Mobile units both from their assigned base station as well as from all neighboring, interfering base stations tions are received. These measurements can be made for everyone important roads and traffic routes z. B. in a large urban area, and this allows the Details of wave propagation between mobile units and base station determined with great accuracy and cardboard be recorded graphically. For details, go to the older applications published in WO 90 10 341 A1 and WO 90 10 342 A1 referred.  

Wenn Messungen dieser Art durchgeführt werden, ist es wich­ tig, daß die für jede Zelle gemessenen Werte vollständig und repräsentativ sind, da sonst die Zellenplanung von falschen Annahmen ausgeht.When taking measurements of this kind, it is important tig that the values measured for each cell are complete and are representative, otherwise the cell planning of wrong assumptions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren als Hilfe für die Zellenplanung anzugeben, welches eine direkte Aussage darüber ermöglicht, inwieweit das Ausmaß der Messungen ausreichend ist für eine korrekte Beurteilung von kritischen Paaren von Zellen.The invention is based on the object Procedure as To provide help for cell planning which enables a direct statement on the extent to which the extent of the measurements is sufficient for a correct one Assessment of critical pairs of cells.

Da die vorgenannten, bei der Anmelderin entwickelten Arten von Messungen bisher nirgendwo sonst bei der Planung von Mobilfunkzellen verwendet wurden, ist auch das Problem der repräsentativen und vollständigen Vermessung von Zellen mittels einer derartigen Meßmethode bisher noch nicht auf­ getreten. Bei bisherigen Mobilfunksystemen wurde die Zel­ lenplanung nach anderen Methoden durchgeführt, denen bestimmte Annahmen ohne Detailerfassung der Charakteristiken der Wellenausbreitung zugrundelagen.Since the aforementioned types developed by the applicant of measurements so far nowhere else when planning Cellular cells have been used is also the problem of representative and complete measurement of cells by means of such a measuring method has not so far kicked. In previous mobile radio systems, the Zel oil planning carried out according to other methods, such as certain assumptions without detailed recording of the characteristics underlying wave propagation.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem im Anspruch 1 angegebenen Verfahren gelöst. Die Erfindung liefert soweit ein Verfahren, welches sicherstellt, daß Interferenzen von einer Zelle in repräsentativer und vollständiger Weise im Abdeckungsbereich einer anderen Zelle gemessen werden. In der Praxis brauchen nur bestimmte kritische Paare von Zellen untersucht zu werden. The above object is achieved according to the invention with the method specified in claim 1 solved. So far the invention provides a method which ensures that interference from a cell in representative and completely in another's coverage area Cell to be measured. In practice only need certain critical pairs of cells to be examined.  

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Interferenzbe­ reiche und Abdeckungsbereiche einer jeweiligen Basisstation in dem Paar von Zellen berechnet, und die Überlappung des Interferenzbereiches in der ersten Zelle und des Abdeckungsbereiches in der zweiten Zelle, und umgekehrt, wird berechnet und mit dem zweiten bzw. ersten Abdeckungs­ bereich verglichen. Der Quotient zwischen den Größen jedes Überlappungssatzes und zugehörigen Empfangsbereiches wird berechnet und mit einem vorgegebenen unteren Grenzwert des Quotienten verglichen, der ausreichend ist, um das Zellen­ paar als vollständig vermessen anzusehen.In the method according to the invention interference rich and coverage areas of each base station calculated in the pair of cells, and the overlap of the Interference area in the first cell and the Coverage area in the second cell, and vice versa, is calculated and with the second or first cover compared area. The quotient between the sizes of each Overlap rate and associated reception area is calculated and with a predetermined lower limit of Quotient compared, which is sufficient to the cells couple to be considered completely presumptuous.

Eine graphische bzw. kartographische Darstellung des Über­ lappungsbereiches, oder eine einfache geometrische Figur, die den Überlappungsbereich begrenzt, wird vorzugsweise für einen Sichtvergleich mit dem Abdeckbereich aufgezeichnet.A graphic or cartographic representation of the over lapping area, or a simple geometric figure, that limits the overlap area is preferably used for a visual comparison with the coverage area is recorded.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird an Hand der Zeich­ nungen näher erläutert.An embodiment of the invention is based on the drawing nations explained in more detail.

Fig. 1 zeigt die Basisstation in Lidingö mit dem Straßen­ netz im Interferenzbereich der Station. Das punktiert um­ randete Rechteck zeigt das Gebiet, in dem Messungen bezüg­ lich der Feldstärken von der Basisstation in Karolinska durchgeführt wurden. Fig. 1 shows the base station in Lidingö with the road network in the interference area of the station. The dotted rectangle shows the area in which measurements of the field strengths were carried out by the base station in Karolinska.

Fig. 2 zeigt denjenigen Teil des Straßennetzes, der Abdeckung von der Basisstation Lidingö aufweist. Fig. 2 shows that part of the road network which has coverage from the base station Lidingö.

In einem Mobilfunksystem mit Zelleneinteilung kann man je­ weils Paare von Zellen in drei verschiedene Klassen eintei­ len, die wie folgt beschrieben werden können:In a mobile radio system with cell division you can because pairs of cells are divided into three different classes len, which can be described as follows:

• 1. Ein Zellenpaar welches den gleichen Kanal benutzen kann, ohne daß nennenswerte gegenseitige Interferenzen auf­ treten;1. A cell pair that can use the same channel, without significant mutual interference to step;
• 2. ein Zellenpaar, welches wegen starker gegenseitiger Interferenzen auf keinen Fall den gleichen Kanal benutzen kann;2. a pair of cells, which because of strong mutual Do not interfere with the same channel can use;
• 3. andere Zellenpaare, bei denen es zweifelhaft ist, ob der gleiche Kanal benutzt werden kann oder nicht. Diese Zellenpaare werden im folgenden "kritische Zellenpaare" genannt.3. other cell pairs where it is doubtful whether the same channel may or may not be used. These In the following, cell pairs are called "critical cell pairs" called.

Ein erfahrener Zellenplaner kann mit einfachen Mitteln be­ werten, welche Zellenpaare kritisch sind. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann entschieden werden ob kritische Zellenpaare hinreichend vollständig und daher repräsentativ vermessen wurden. Dies ist sehr wich­ tig, da es von der korrekten Bestimmung der kritischen Zel­ lenpaare abhängt, ob mit der Zellenplanung eine gute Ökono­ mie bei der Nutzung des Frequenzspektrums erreicht wird. Wenn ein Zellenpaar einmal repräsentativ vermessen ist, kann man mit einem hohen Maß von Zuverlässigkeit die rele­ vante Interferenz-Wechselwirkung berechnen und bestimmen. Hiervon hängt entscheidend die Möglichkeit ab, in den bei­ den Zellen den gleichen Kanal oder benachbarte Kanäle zu benutzen.An experienced cell planner can be with simple means evaluate which cell pairs are critical. The method according to the invention can be used to make a decision whether critical cell pairs are sufficiently complete and were therefore measured representative. This is very important due to the correct determination of the critical cell lenpaare depends on whether a good economy with the cell planning  mie is achieved when using the frequency spectrum. Once a pair of cells is measured representative, the rele Calculate and determine vante interference interaction. The possibility in which at cells have the same channel or neighboring channels to use.

Repräsentative Vermessung einer einzelnen Zelle bedeutet, daß die Feldstärken innerhalb der betreffenden Zelle in der Weise gemessen und aufgezeichnet werden, daß alle Straßen, die einen merklichen Beitrag zu dem Kommunikationsverkehr in dem Mobilfunksystem erbringen, durchfahren werden und dabei die Feldstärken von der betreffenden Zelle, entspre­ chend RMS-Werten der Interferenz und Grenzwerten der Abdeckung (z. B. -130 bzw. -97 dBm) gemessen werden. Eine repräsentative Anzahl von Messungen einer einzelnen Zelle ergibt den Interferenzbereich und den Abdeckungsbereich der Zelle. Der Interferenzbereich ist natürlich größer als der Abdeckungsbereich und erstreckt sich in die Abdeckungsbe­ reiche benachbarter Zellen hinein.Representative measurement of a single cell means that the field strengths within the cell in question in the Are measured and recorded so that all roads, which makes a noticeable contribution to communication traffic bring in the mobile radio system, be driven through and the field strengths of the cell in question correspond corresponding RMS values of the interference and limit values of the Coverage (e.g. -130 or -97 dBm) can be measured. A representative number of measurements of a single cell gives the interference area and the coverage area of the Cell. The interference range is of course larger than that Coverage area and extends into the cover area rich neighboring cells.

Das vorliegende Verfahren sieht vor, daß eine vollständige Vermessung des Abdeckbereiches und Interferenzbereiches ei­ ner Zelle nicht vorliegt, wenn nicht eine Überprüfung der repräsentativen Vermessung von kritischen Zellenpaaren er­ folgt ist. Damit ist gemeint, daß Interferenzen für die Zelle 1 im gesamten Abdeckungsbereich der Zelle 2 gemessen werden, und umgekehrt. Der Abdeckbereich und Interferenzbe­ reich der Zelle 1 wird mit T1 bzw. I1 bezeichnet, und ent­ sprechend T2 und I2 für die Zelle 2. Hierbei wird vorausge­ setzt, daß die Abdeckbereiche vollständig vermessen und da­ her repräsentativ sind. Dies gilt jedoch nicht notwendiger­ weise für die Interferenzbereiche.The present method provides that a complete measurement of the coverage area and interference area of a cell is not available unless the representative measurement of critical cell pairs has been checked. This means that interference for cell 1 is measured in the entire coverage area of cell 2 , and vice versa. The coverage area and interference area of cell 1 is designated T1 and I1, respectively, and accordingly T2 and I2 for cell 2 . It is assumed that the cover areas are completely measured and are representative. However, this does not necessarily apply to the interference areas.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann aus gemesse­ nen Feldstärkewerten, die geographischen Koordinaten zuge­ ordnet sind, der gemeinsame Teil von T1 und I2 oder umge­ kehrt von T2 und I1 berechnet bzw. geschätzt werden, d. h. der Überlappungsbereich der beiden Bereiche bzw. die Schnittmenge der beiden Bereichen angehörenden Meßpunkte. Dieser gemeinsame Teil wird dann mit der Größe des Abdeckungsbereiches in der jeweiligen Zelle verglichen, z. B. wird T1 ∩ I2 mit T1 verglichen. Falls diese Größen zu mehr als 90% zusammenfallen, kann die Messung als reprä­ sentativ angesehen werden.With the method according to the invention can be measured NEN field strength values, the geographic coordinates assigned are arranged, the common part of T1 and I2 or vice versa returns from T2 and I1 are calculated or estimated d. H. the area of overlap of the two areas or the Intersection of the measuring points belonging to both areas. This common part is then the size of the Coverage area compared in the respective cell, z. B. T1 ∩ I2 is compared with T1. If these sizes too more than 90% coincide, the measurement can be be considered sentative.

Fig. 1 zeigt die kartographische Darstellung einer Ausfüh­ rungsform, die erstellt wurde mittels eines berechneten Rechtecks, das den gemeinsamen Teil der Interferenzbereiche I1 und I2 für die Zellen mit den Basisstationen in Lidingö und am Karolinska Hospital in Stockholm. Da T1 in I1 ent­ halten ist, umschließt das Rechteck auch T1 ∩ I2 und ist somit ein Beispiel für eine großzügige Abschätzung der Flä­ che T1 ∩ I2. Fig. 1 shows the cartographic representation of an embodiment, which was created by means of a calculated rectangle, the common part of the interference areas I1 and I2 for the cells with the base stations in Lidingö and at the Karolinska Hospital in Stockholm. Since T1 is contained in I1, the rectangle also encloses T1 ∩ I2 and is therefore an example for a generous estimate of the area T1 ∩ I2.

Wie man aus Fig. 2 erkennt, überdeckt das Rechteck nicht den Abdeckungsbereich von der Basisstation in Lidingö, wo­ raus zu folgern ist, daß die Interferenzen von Karolinska in Lidingö unvollständig gemessen wurden. Auch bei großzü­ giger Abschätzung ist die gemeinsame Fläche zu klein, um die Messungen als repräsentativ und vollständig anzusehen. Ganz allgemein kann der gemeinsame Teil von T1 und I2 in der Weise berechnet werden, daß alle Koordinaten in T1 und I2 durchlaufen werden und jeweils bestimmt wird, ob eine Koordinate in beiden Koordinatensätzen T1 und I2 enthalten ist.As can be seen from Fig. 2, the rectangle does not cover the coverage area from the base station in Lidingö, from which it can be concluded that the interference from Karolinska in Lidingö was not fully measured. Even with a generous estimate, the common area is too small to view the measurements as representative and complete. In general, the common part of T1 and I2 can be calculated in such a way that all coordinates in T1 and I2 are run through and it is determined in each case whether a coordinate is contained in both coordinate sets T1 and I2.

Wie oben erwähnt, zielt die Erfindung nicht darauf ab, ein Verfahren anzugeben, welches eine repräsentative Messung einer Zelle entsprechend der oben gegebenen Definition lie­ fert. Falls jedoch Zellen in einem Mobilfunksystem bezüg­ lich der Abdeckung vollständig und repräsentativ vermessen worden sind, erhält man durch Anwendung der Erfindung auch Repräsentativität bezüglich der Interferenzbereiche, da nur diejenigen Teile der Interferenzbereiche von Bedeutung sind, die in einen Abdeckungsbereich fallen. In der SE 4 65 145 B ist ein Verfahren beschrieben, welches mittels eines itera­ tiven Prozesses eine repräsentative und vollständige Abdeckung bezüglich eines geschätzten Funkverkehrbedarfes gewährleistet. In Kombination mit diesem Verfahren stellt das erfindungsgemäße Verfahren sicher, daß die Zellen voll­ ständig vermessen werden. In der DE 40 30 828 A1 ist ein Verfahren beschrieben, welches ergänzend verwendet werden kann, wenn die Vollständigkeit der Abdeckung eines gesamten Mobilfunksystems auf der Grundlage verschiedener vorgegebener Abdeckungsgrenzwerte untersucht wird.As mentioned above, the invention is not aimed at Procedure to indicate which is a representative measurement a cell according to the definition given above finished. However, if cells in a mobile radio system are related measured completely and representative of the cover have also been obtained by applying the invention Representativeness with regard to the interference areas, since only those parts of the interference areas of importance that fall within a coverage area. In the  SE 4 65 145 B describes a method which is carried out using an itera a representative and complete process Coverage regarding an estimated radio traffic requirement guaranteed. In combination with this procedure the method according to the invention ensures that the cells are full be constantly measured. In the DE 40 30 828 A1 describes a method which is supplementary can be used if the completeness of the Coverage of an entire cellular system based various predetermined coverage limits were examined becomes.

Claims (5)

1. Verfahren zum Bestimmen des Vollständigkeitsgrades der Ausmessung der Empfangsfeldstärke in benachbarten Zellen eines Mobilfunksystems, welches eine Anzahl von Basisstationen mit jeweils zugeordneten Empfangsbereichen und Mobileinheiten umfaßt, gekennzeichnet durch folgende Maßnahmen:
In jeder der beiden Zellen eines Paares wird an einer Vielzahl von repräsentativen Meßpunkten die Empfangsfeldstärke der Basisstaton dieser Zelle und der Basisstation der anderen Zelle gemessen;
durch Vergleich der Meßwerte mit vorgegebenen Grenzwerten wird für jede der beiden Basisstationen ein Abdeckungsbereich (T1, T2), der diejenigen Meßpunkte umfaßt, in denen für den Empfang ausreichende Empfangsfeldstärke vorliegt, sowie ein Interferenzbereich (I1, I2), der diejenigen Meßpunkte umfaßt, in denen die Empfangsfeldstärke den Empfang der anderen Basisstation stört, bestimmt;
die Überlappung bzw. Schnittmenge des Interferenzbereiches (I1) in der ersten Zelle und des Abdeckungsbereiches (T2) in der zweiten Zelle (I1 ∩ T2) wird berechnet und mit dem Abdeckungsbereich (T2) der zweiten Zelle verglichen, und die Überlappung bzw. Schnittmenge des Interferenzbereiches (I2) der zweiten Zelle und des Abdeckungsbereiches (T1) der ersten Zelle (I2 ∩ T1) wird berechnet und mit dem Abdeckungsbereich (T1) der ersten Zelle verglichen,
der Quotient zwischen der Größe jedes Überlappungsbereiches (Schnittmenge) und des zugehörigen Abdeckungsbereiches wird berechnet und mit einem vorgegebenen Wert verglichen, welcher den niedrigsten Quotienten angibt, bei dem die beiden Zellen noch als vollständig vermessen betrachtet werden können. 1. Method for determining the degree of completeness of the measurement of the reception field strength in neighboring cells of a mobile radio system, which comprises a number of base stations with respectively assigned reception areas and mobile units, characterized by the following measures:
In each of the two cells of a pair, the reception field strength of the base staton of this cell and the base station of the other cell is measured at a number of representative measurement points;
By comparing the measured values with predetermined limit values, a coverage area (T1, T2), which includes those measuring points in which there is sufficient reception field strength for reception, and an interference area (I1, I2), which comprises those measuring points, are created for each of the two base stations which the reception field strength interferes with the reception of the other base station;
the overlap or intersection of the interference area (I1) in the first cell and the coverage area (T2) in the second cell (I1 ∩ T2) is calculated and compared with the coverage area (T2) of the second cell, and the overlap or intersection of the Interference area (I2) of the second cell and the coverage area (T1) of the first cell (I2 ∩ T1) is calculated and compared with the coverage area (T1) of the first cell,
the quotient between the size of each overlap area (intersection) and the associated coverage area is calculated and compared with a predetermined value, which indicates the lowest quotient at which the two cells can still be regarded as completely measured. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine graphische Darstellung der im Überlappungsbereich (I1 ∩ T2 oder I2 ∩ T1) liegenden Meß­ punktkoordinaten erstellt wird für einen visuellen Ver­ gleich mit dem jeweiligen Abdeckungsbereich (T1 oder T2).2. The method according to claim 1, characterized records that a graphical representation of the Overlap range (I1 ∩ T2 or I2 ∩ T1) lying measurement point coordinates is created for a visual ver same with the respective coverage area (T1 or T2). 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die graphische Darstellung in Bezug auf Koordinaten für die Umrißlinien des Überlappungs­ bereiches (I1 ∩ T2, I2 ∩ T1) erstellt wird.3. The method according to claim 2, characterized records that the graph is related on coordinates for the outline of the overlap area (I1 ∩ T2, I2 ∩ T1) is created. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die graphische Darstellung mit Bezug auf eine einzige geometrische Figur, insbesondere ein Rechteck, erstellt wird, welches eine Gruppe von Koordina­ tenwerten des Überlappungsbereiches (I1 ∩ T2, I2 ∩ T1) um­ schließt.4. The method according to claim 3, characterized records that the graphical representation is related on a single geometrical figure, especially one Rectangle is created, which is a group of coordina values of the overlap area (I1 ∩ T2, I2 ∩ T1) closes. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der niedrigste akzep­ table Quotient auf 0,9 (90%) festgesetzt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized that the lowest accept table quotient is set to 0.9 (90%).